泥水加压平衡盾构工法122
泥水平衡盾构施工技术教材-2022年学习资料
一、泥水盾构施工技术-1、原理-支护泥水在泥水盾构掘进中起着重要作用：-①在开挖面土体表面形成泥膜，泥膜厚 随渗透时-间增加而增加，从而有效提高渗透抵抗力。-②-支承、稳定正面开挖面土体。-③盾构借助泥水压力与正面 压产生泥水平衡效-果，有效支承正面土一、泥水盾构施工技术-1、原理-泥水系统的作用-①及时向开挖面密闭舱提供掘进施工需求的泥浆，-用优质膨润土 制的泥浆的比重、粘度等技术指-标必须满足在高透水砂层中形成泥膜和稳定开挖-面的要求；-②及时把切削土砂形成 混合泥浆输送到地面进行-分离和处理，再将回收的泥浆调整利用。-③泥水系统与盾构机的选型、掘进速度、地质条件 等紧密联系在一起的，不同的地质工况条件取决-了不同的泥水系统模式。
一、泥水盾构施工技术-2、适用条件-泥水盾构对硬岩也有较强的适应性：-1泥水盾构可以降低施工风险-2采用泥 盾构能使现场施工条件要求-降低：
一、泥水盾构施工技术-3、功能组成-泥水加压平衡盾构机主要由五大系统组成：-1盾构掘进系统；-2泥水加压和 环系统；-3控制系统；-4泥水分离处理系统；-5壁后注浆系统。
20世纪60年代英国隧道专家建议在隔舱板前用喷水“水力盾-构”，但水不能支护开挖面，无法阻止开挖面不停地流 。-与”一送泥管-置入式地山探查装置-乜卜真円保持装置-力夕-超音波式地山空同探查装置-P」”万-力今题助 -電勒機-了子一-提拌璃-可重川-排泥管
20世纪70年代日本的泥水盾构机
日本的大直径泥水平衡盾构机-8630-8520-1507-3030-2978-2512-4E司-B环-C环 850-2180-0020-图1中6260泥水平面式盾构机主体结构简图
盾构施工技术-现代盾构机主要分为土压平衡式、泥-水平衡式、硬岩式、复合式等类型。传统-的盾构施工法大多有赖 气压、降水、注-浆加固等措施来对付不稳定地层的局面-而泥水加压式盾构是用泥浆加压确保切削-面稳定，用管道输 代替轨道出土，加快-了-掘进速度，改善了劳动条件和施工环境-能较好地稳定开挖面和防止地表隆陷，成-为当今一 划时代的盾构新技术
泥水平衡盾构
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盾构及掘进技术国家重点实验室
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（2）带压进仓更换 ①普通带压进仓 盾构推进到选定地点停机，设定泥水仓内的压力，用压缩空气置换 泥水仓内的部分泥浆，使液位降到隔板密封仓门以下，与此同时人员进 入人仓，对人仓逐步加压，直至与泥水仓压力一致。之后，作业人员进 入泥水仓进行刀具检修更换作业。作业完成后，人员在人仓内减压，减 压结束后退出人仓。 缺点：作业效率低，作业人员有安全风险 ②饱和气体带压进仓 基本作业流程与普通带压进仓类似，不同之处是作业人员呼吸的是 混合气体（如氦氧混合气体），而不是空气，避免高压情况下呼吸普通 空气引起的“氮麻醉”现象，体内溶解的气体达到饱和状态后，作业人 员可以一直生活在人造高压环境中，直至工作完成，再减压即可，避免 普通带压进舱压力反复加减压，避免了患减压病的风险，也提高了作业 效率。
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饱和气体带压进舱作业流程
进入人员舱等待转运
作业人员在生活舱加压完成 后，进入转运舱
作业人员通过转运舱进 入生活舱休息
整个作业循环中，人员均处于高压环境，待完成带压 进舱作业后，人员一次减压出舱
作业人员 进入转运 舱
作业人员 转运至人 舱
作业人员完成作业后进 入人舱，等待转运
泥水平衡盾构
盾构及掘进技术国家重点实验室 2019年6月
盾构及掘进技术国家重点实验室
提纲
一 泥水平衡盾构概述 二 泥水平衡盾构组成 三 泥水平衡盾构地质适应性范围 四 泥水平衡盾构应用案例
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一 泥水平衡盾构简介
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泥水盾构工法
注浆施工
在管片拼装完成后，进行注浆施工， 对隧道周围土体进行加固处理。
施工监测与评估
施工监测
对施工过程中各项参数进行监测，如 盾构机掘进姿态、泥浆压力和流量、 管片拼装质量等。
施工评估
根据监测数据对施工过程和成果进行 评价，及时发现和解决施工中存在的 问题，确保工程质量和安全。
在施工过程中，泥水舱内的泥水压力需要与地层压力保持动 态平衡，以维持地层的稳定性。同时，泥水舱内的泥水压力 也需要与泥水舱的几何形状相匹配，以确保施工安全。
泥水处理与循环利用
泥水处理与循环利用是泥水盾构工法的关键技术之一，通 过将挖掘出的泥水进行分离、筛选、搅拌等处理，实现泥 水的循环利用。
在施工过程中，挖掘出的泥水需要进行分离，去除其中的 大颗粒和杂质，然后通过搅拌和添加适量的化学药剂，使 其达到所需的物理和化学性能指标。处理后的泥水可以再 次用于控制地层压力、冷却刀盘和润滑管片等施工操作。
泥水盾构工法适用于各种土壤 和软岩地层，具有广泛的适用
性。
泥水盾构工法的缺点
泥水处理问题
挖掘过程中产生的泥水需要妥善处理，否则 会造成环境污染。
成本较高
相对于其他工法，泥水盾构工法的设备成本 和运营成本较高。
施工精度要求高
由于泥水盾构的挖掘精度受多种因素影响， 因此对施工精度要求较高。
施工条件受限
远程监控与决策支持系统
建立远程监控与决策支持系统，实现施工过程的实时监控和远程控 制，提高施工管理的智能化水平。
06 泥水盾构工法案例分析
案例一：某地铁区间隧道泥水盾构施工
总结词：成功应用
详细描述：某地铁区间隧道采用泥水盾构工法进行施工，通过合理的泥水处理和掘进控制，成功穿越了复杂的地质条件和重 要建筑物，保证了施工安全和质量。
泥水平衡盾构泥水压力控制课件
适用的具体地质情况：
（1）隧道上方有江、河、湖、海等大水体 地层； （2）由粘性土、砂性土、粉土等多层互层 构成的地层； （3）滞水砂层及其他松散地层； （4）高水压层和高承压水地层； （5）砾石直径不大但砾石数量多的地层。
11.管路延长时的泥水压力调节
在盾构推进过程中，进排泥管路需不断
伸长，管阻亦随之增大。为了保证保证切 口水压力稳定和管道中恒定的流速，排泥 泵转速应随时做相应改变，因而排泥泵必 须自动调整。当泵满足不了要求，必须增 加泵的数量，做好各个泵之间的协调和自 动化控制。为了保证切口泥水压力和盾构 掘进质量，在进、排管路上分别装设流量 计和密度计，及时检测，及时反馈数据， 调节水压。
切口泥水压力应介于理论计算值上下限 之间，并根据地表建筑物的情况和地质条 件做适当调整。
①切口水压上限值的计算 Pfu=P1+P2+P3
=rw×h+K0[(r- rw) ×h+r×(H-h)]+20
式中：Pf1 ,P2—分别指切口水压力下限值、主动土压力（kPa） P1 ,P3—分别指地下水压力、变动土压力（kPa） Ka—主动土压力系数 Cu—土的粘聚力
3.主要特点 （1）在易发生流沙的地层中能稳定开挖面，可
在正常大气压下施工作业，无需用气压法施工；
（2）泥水压力传递速度快而均匀，开挖面平衡 土压力的控制精度高，对周边开挖土体干扰少， 地面沉降量的控制精度高；
（3）盾构出土由泥水管道输送，速度快而连续； 减少了电机车的运输量，施工速度快；
泥水平衡盾构掘进施工工艺
泥水平衡盾构掘进施工工艺3.7.1工艺概述泥水加压式盾构是在机械掘削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板，它与刀盘之间形成泥水压力室，将加压的泥水送入泥水压力室，当泥水压力室充满加压的泥水后，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。
盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地面，这是泥水加压平衡盾构法的主要特征。
3.7.2作业内容泥水平衡盾构掘进施工与土压平衡盾构机的不同点：在地面进行调制浆，泥水循环系统控制，泥浆管延伸。
其他相同。
3.7.3工艺流程图泥水平衡盾构掘进作业流程参见图 3.7.3-1。
图3.7.3-1 掘进作业流程图- 227 -3.7.4工序步骤一、开启分离设备泥水分离厂首先要进行调制浆工作，在盾构机开始掘进前盾构机控制室电话通知泥水处理厂开启旋流器泥浆泵电机、振动筛电机等。
二、旁通循环启动 P1.1 泵，P2.1 泵泵开始旁通循环，这里要注意一定要确保旁通阀是打开的，否则会发生严重后果。
泥浆管延伸到一定距离加设 P3 泵（即P2.2 泵）后，还要开启 P3 泵。
三、掘进循环首先开启进浆和出浆阀，然后关闭旁通阀开始工作泥浆循环，这里一定要注意阀的开关顺序，否则会引起管路破裂。
四、启动刀盘1.启动刀盘驱动系统。
启动时注意电机不能同时启动，要注意启动间隔。
2.根据测量系统面板上显示的盾构目前滚动值选择刀盘旋转方向。
滚动值为正选择正传，滚动值为负选择反转。
3.选择刀盘启动按扭。
4.旋动刀盘加速按钮慢慢给刀盘加速，转速要分几次加上去，以免造成过大液压冲击，损伤液压设备。
五、启动碎石机。
六、推进1.使盾构机进入掘进模式。
2.打开推进控制按钮。
3.旋动推进速度控制按钮把速度定在一定的速度，开始掘进。
4.掘进时要根据盾构机姿态调整油缸的推力。
5.掘进期间主司机要时刻注意气垫仓的液位和顶部压力，控制进、排浆的流量。
6.掘进过程中要同步注入砂浆。
在盾构的掘进过程中，主司机也应随时注意巡检盾构的各种设备状态，如泵站噪声情况，油脂及润滑系统原料是否充足，轨道是否畅通，注浆是否正常等。
泥水平衡盾构施工方案
泥水平衡盾构施工方案1. 引言泥水平衡盾构是一种高效、安全、环保的地下工程施工方法，它在城市地下管道、隧道等工程中得到了广泛应用。
本文将主要介绍泥水平衡盾构的施工方案。
2. 工程概况本工程为一条地下排水管道的施工工程，总长度为1000米。
地下管道埋深约为10米，地质条件为软土。
3. 施工方法泥水平衡盾构施工方法主要包括以下步骤：3.1 盾构机的选择根据本工程的地质条件和工程要求，我们选择使用直径为3米的泥水平衡盾构机进行施工。
3.2 施工准备在施工前，需要进行工程现场勘测，确定施工线路和盾构井位置。
同时，还要进行地质勘测，了解地下土层情况和存在的地层压力，以便在设计盾构机的参数时考虑到这些因素。
3.3 盾构机的组装与调试在施工现场，需要将盾构机运输到指定位置，并进行组装与调试。
盾构机组装完毕后，还需要进行系统测试，确保各个部件正常运作。
3.4 隧道掘进在进行隧道掘进前，需要进行地下管线的清理和预处理工作。
随后，盾构机开始进行隧道掘进工作。
在掘进过程中，需要监测盾构机的姿态、推力和刀盘的转速，确保施工安全。
3.5 泥浆处理在盾构机掘进的同时，还需要进行泥浆的处理工作。
泥浆主要用于控制土层的稳定性，并将土层带出隧道。
泥浆处理设备需要进行定期维护和清理，以确保泥浆的质量和性能。
3.6 隧道衬砌隧道掘进完成后，需要进行隧道衬砌工作。
衬砌材料可以选择钢管混凝土或预制管段等，根据工程需要进行选择。
在衬砌过程中，需要进行质量检验和工艺控制，确保衬砌的牢固性和耐久性。
3.7 施工安全措施在整个施工过程中，需要严格执行各项施工安全措施。
包括但不限于：施工现场的通风、照明和防爆措施、工人的安全教育和培训、设备的日常维护保养等。
同时，还需要进行定期的安全检查和隐患排查，确保施工过程的安全可靠。
4. 施工进度计划根据本工程的特点和施工方法，我们制定了如下的施工进度计划：•第一阶段：盾构机的组装与调试，预计工期为1周。
•第二阶段：隧道掘进，预计工期为8周。
泥水平衡盾构穿越锚索区施工工艺
泥水平衡盾构穿越锚索区施工工艺1 前言近年来，泥水盾构越来越多的应用于富水地区隧道施工中，由于城市建筑物集中，且其基坑围护结构施工工艺具有不确定性，隧道在一定区域内难免存在锚索，从而加大盾构施工风险和施工技术难度。
盾构在锚索区掘进时，一方面须严格控制地面沉降量，合理控制切口压力，保证盾构开挖面稳定；另一方面须加强盾构机掘进速度监测，间接判断刀盘磨损情况。
在施工过程中对盾构穿越锚索区施工技术进行创新，解决了泥水盾构机穿越锚索区的难题，并有效减少了刀具的磨损，保证了盾构机在穿越锚索区后的正常施工，取得了良好的经济与社会效益，可供类似工程参考。
2 工艺特点对锚索区调查，根据锚索与盾构开挖面关系，采取有效方法在盾构穿越前对锚索区进行预处理；对盾构机闸阀、采石箱等设备进行适应性改造，保证施工安全顺利进行；采用优质泥浆，选用合理的配比，通过环流系统将刀盘前方的锚索障碍物携至采石箱；在施工前检查泥水循环系统各项参数并记录，结合地质条件设定泥浆循环系统压力值，发现异常时，及时开启采石箱观察情况；盾构机在掘进中隔时段改变刀盘旋转方向，减少锚索对刀盘的缠绕趋势；定时进行环流系统逆送模式，减少锚索钢绞线进入管道，降低管道堵塞频率。
3 适用范围本工艺适用于泥水盾构穿越锚索区域施工的情况。
4 工艺原理在盾构施工前，对锚索区进行预处理，先采用高压旋喷桩对土体加固，加固完成后采用旋挖干钻孔排除锚索；再对盾构机采石箱进行适应性改造，一方面防止锚索通过采石箱堵塞管路，一方面使得锚索便于清理；最后在施工中采用优质泥浆、选用合理的配比进行环流，将刀盘前方的锚索障碍物携至采石箱；掘进期间，定时改变刀盘旋转方向，减弱锚索对刀具的缠绕，预防刀盘刀具的磨损量；对各设备参数进行监测，一旦某设备参数异常，立即停止掘进，对设备进行检查维修，及时处理，保证设备正常安全运行；同时，在施工中合理设置切口压力，加强对地表沉降监测，建立数据预警机制，及时有效的进行同步注浆，将地表沉降控制在允许范围之内。
泥水与网格盾构施工技术简介
将检测到的排土量与理论掘进排土量进行比较，并使实际排土 量控制在一定范围内，就可避免和减小地表沉陷。
②间接控制型(德国式)(见图4－39)
上图为间接控制型泥水系统流程图，这种间接控制型的工作 特征，是由空气和泥水双重系统组成。在盾构泥水室内，装有一 道半隔板，将泥水室分隔成两部分，在半隔板的前面充满压力泥 浆，半隔板后面在盾构轴线以上部分加入压缩空气，形成气压缓 冲层，气压作用在隔板后面的泥浆接触面上。由于在接触面上的 气、液具有相同的压力，因此只要调节空气压力，就可以确定开 挖面上相应的支护压力。当盾构掘进时，由于泥浆的流失或盾构 推进速度变化，进出泥浆量将会失去平衡，空气和泥浆接触面位 臵就会出现上下波动现象。通过液位传感器，可以根据液位的变 化控制供泥泵的转速，使液位恢复到设定位臵，以保持开挖面支 护压力的稳定。当液位达到最高极限位臵时，可以自动停止供泥 泵，当液位到达最低极限位臵时，可以自动停止排泥泵。 空气室的压力是根据开挖面需要的支护泥浆压力而确定的， 空气压力可通过空气控制阀使压力保持恒定。同时由于空气缓冲 层的弹性作用，使液位波动时对支护液也无明显影响。因此间接 控制型泥水平衡盾构与直接控制型相比，控制系统更为简化，对 开挖面土层支护更为稳定，对地表沉陷的控制更为方便。
(3)不会发生类似气压盾构那样的跑气喷发的危险。 (4)泥水加压盾构能适应在较广土层范围内施工，对于气压 盾构无法施工的滞水砂层、含水量高的粘土层及高水压砾石层， 泥水加压平衡盾构也能进行施工。
(5)对于大直径砾石地层，只需增添粉碎装臵和取砾石装臵 便能施工。
(6)因采用管路排泥，井下施工作业环境能保持清洁良好， 提高了作业人员的施工安全性。 (7)可以分离出能满足适合当地弃土场地和运输方式的含水 (8)由于泥水在土层中的渗透性比空气在土中的透气性小， 可在覆土较浅的条件下进行盾构法隧道施工。 (9)在覆土深及地下水位高的条件下，若用气压盾构施工则 要用很高的压力，对施工人员健康不利，用泥水加压平衡盾构 施工则无此影响。更由于开挖是密闭的，即使土层发生坍塌和 涌水等意外情况，也不致危及整条隧道施工。所以特别适用于 地下水位高的不稳定软弱地层中及江河海底下修建隧道的施工。
市政管道工程泥水平衡盾构顶管施工工法(2)
市政管道工程泥水平衡盾构顶管施工工法市政管道工程泥水平衡盾构顶管施工工法一、前言市政管道工程是城市基础设施建设中不可或缺的一部分，为了满足城市发展的需求，提高施工效率和质量，泥水平衡盾构顶管施工工法应运而生。
该工法在市政管道工程中的应用越来越广泛，本文旨在对该工法进行详细介绍和分析。
二、工法特点泥水平衡盾构顶管施工工法是指通过盾构机的推进和顶管支撑系统的配合，实现在不破坏地表的情况下施工管道工程的一种工法。
该工法具有施工过程稳定、施工效率高、管道质量好等特点。
三、适应范围泥水平衡盾构顶管施工工法适用于各种地质条件的地下空间，包括软土、砂土、黏土和岩层等。
同时，该工法适用于各种管道类型，如排水管道、给水管道、天然气管道等。
四、工艺原理泥水平衡盾构顶管施工工法是基于工艺原理进行施工的，其关键在于施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施。
该工法通过盾构机的推进和顶管支撑系统的配合，在施工过程中保持地表的稳定，同时实现管道的质量控制。
具体的工艺原理包括地质勘察、预制顶管、盾构机推进等环节。
五、施工工艺泥水平衡盾构顶管施工工法的施工过程包括前期准备、洞室开挖、顶管推进、顶管组装和连接等阶段。
在前期准备阶段，需要进行地质勘察和设计方案的制定。
在洞室开挖阶段，通过盾构机的推进，实现地下空间的开挖和管道的安放。
在顶管推进阶段，盾构机通过施工推进管道，同时完成排土和注浆作业。
在顶管组装和连接阶段，需要对顶管进行组装并与已有管道连接。
六、劳动组织泥水平衡盾构顶管施工工法的劳动组织包括施工队伍的组织和岗位的分工。
施工队伍主要包括现场管理人员、操作人员、技术人员和安全人员等。
岗位的分工根据施工过程的需要进行安排，以确保施工工艺的顺利进行。
七、机具设备泥水平衡盾构顶管施工工法所需的机具设备包括盾构机、注浆设备、排土设备和顶管支撑系统等。
这些机具设备具有高效、安全、稳定的特点，能够满足施工过程中的需求。
八、质量控制泥水平衡盾构顶管施工工法的质量控制主要包括地质勘察、管道预制、顶管组装和施工过程的监控等。
盾构穿越河流及管道安装泥水平衡施工工法
盾构穿越河流及管道安装泥水平衡施工工法第1章前言随着国家对能源需求的增长，长输油气管道建设地域跨度越来越大，管道穿越江河等天然屏障是不可避免的。
为了提高油气能源的运营安全性、维护河道的正常通航能力，穿越大型河流的管道铺设通常采用地埋方式进行处理。
当管线穿越遇到透水性强的卵石层、砂层等复杂地质条件时，采用定向钻、大开挖穿越无法达到设计规范要求，而盾构法穿越可解决上述用定向钻或大开挖穿越时不能完全达标的问题。
隧道贯通后需在隧道内进行管道安装。
根据油气管道建设的实际现状，近年来大口径输气管道管径在φ1016mm～φ1219mm之间，一般要求单管或双管敷设，穿越长度在2000m以上，甚至可达4000m。
中国石油天然气局第四工程分公司（以下简称公司）通过采取设备引进与技术配套等措施，在盾构穿越和隧道内管道安装方面积累了丰富的经验。
在多年工程实践的基础上对泥水盾构隧道穿越技术、隧道内管道安装技术和管道防腐及检测技术进行了总结、梳理，编制了泥水盾构穿越河流及管道安装施工工法。
公司2001年引进了第一台泥水平衡盾构机，先后派出三批共计50人次前往德国学习盾构操作、管片预制、设备维护等技术，并聘请国内外管道专家进行管道防腐、焊口检测、碰口连头等方面的技术培训。
自2002年至今，公司先后完成了忠县-武汉输气管道宜昌长江穿越工程、仪征-长岭输油管道黄石长江穿越工程、广东LNG站线输气管道珠江穿越工程、川气东送管道黄石、武汉、宜昌穿越长江工程、燃气二线管道九江长江穿越工程、长岭-长春-吉化输气管道松花江穿越工程、燃气二线管道钱塘江穿越工程、燃气二线管道抚河穿越工程、燃气二线管道北江穿越工程、燃气二线管道绥江穿越工程等，13条合计20余公里，盾构隧道及管道安装。
其中2004年在忠县-武汉输气管道工程中首次完成了隧道内双管敷设，2007年在川气东送管道宜昌、武汉长江穿越工程中，在内径为3080mm的隧道中，成功安装两根φ1016mm管道，最长距离为2km。
加泥式土压平衡盾构施工技术
加泥式土压平衡盾构施工技术中铁十六局盾构工程项目经理部内容提要：本文详细介绍了土压平衡盾构机组成、工作原理，并结合深圳地铁7标段盾构隧道的施工，重点对盾构隧道的主要施工过程和关键工艺技术进行总结和分析。
关键词：土压平衡盾构施工技术一、盾构施工法概述及盾构机的选型1．1盾构施工法概述盾构施工法于19世纪初在英国开始使用，经过反复摸索，在近30～40年间取得了飞速发展，现在，该施工法已同矿山法一起成为城市隧道施工的两大主要施工方法。
20世纪90年代该项技术被引进我国，主要集中应用盾构技术来进行上、下水道、电力通讯隧道、人防工事、地铁隧道等施工。
目前在上海、广州、深圳、南京等城市已经开始采用盾构法来施工地铁隧道，盾构法在国内逐渐开始发展普及。
盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行，因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。
其主要施工程序为：1、建造盾构工作井2、盾构机安装就位3、出洞口土体加固处理4、初推段盾构掘进施工5、隧道正常连续掘进施工6、盾构接收井洞口的土体加固处理7、盾构进入接收井解体吊出盾构施工与矿山法施工具有以下优点：1、地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；2、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快；3、因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证；4、穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响；5、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响；6、对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全；7、在费用和技术难度上不受覆土深度影响。
盾构法施工也存在一些缺点：1、一次性投入大，施工设备费用较高；2、覆土较浅时，地表沉降较难控制；3、用于施作小曲率半径（R＜20D）隧道时掘进较困难。
1．2盾构机的选型盾构施工法大体上分为开放式和封闭式两种。
开放式就是没有隔墙而工作面开放的盾构，考虑到确保工作面稳定、高压气下的作业环境等问题，目前已基本上不再采用这个方法。
泥水平衡盾构掘进施工工艺
泥水平衡盾构掘进施工工艺3.7.1工艺概述泥水加压式盾构是在机械掘削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板，它与刀盘之间形成泥水压力室，将加压的泥水送入泥水压力室，当泥水压力室充满加压的泥水后，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。
盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地面，这是泥水加压平衡盾构法的主要特征。
3.7.2作业内容泥水平衡盾构掘进施工与土压平衡盾构机的不同点：在地面进行调制浆，泥水循环系统控制，泥浆管延伸。
其他相同。
3.7.3工艺流程图泥水平衡盾构掘进作业流程参见图 3.7.3-1。
图3.7.3-1 掘进作业流程图- 227 -3.7.4工序步骤一、开启分离设备泥水分离厂首先要进行调制浆工作，在盾构机开始掘进前盾构机控制室电话通知泥水处理厂开启旋流器泥浆泵电机、振动筛电机等。
二、旁通循环启动 P1.1 泵，P2.1 泵泵开始旁通循环，这里要注意一定要确保旁通阀是打开的，否则会发生严重后果。
泥浆管延伸到一定距离加设 P3 泵（即P2.2 泵）后，还要开启 P3 泵。
三、掘进循环首先开启进浆和出浆阀，然后关闭旁通阀开始工作泥浆循环，这里一定要注意阀的开关顺序，否则会引起管路破裂。
四、启动刀盘1.启动刀盘驱动系统。
启动时注意电机不能同时启动，要注意启动间隔。
2.根据测量系统面板上显示的盾构目前滚动值选择刀盘旋转方向。
滚动值为正选择正传，滚动值为负选择反转。
3.选择刀盘启动按扭。
4.旋动刀盘加速按钮慢慢给刀盘加速，转速要分几次加上去，以免造成过大液压冲击，损伤液压设备。
五、启动碎石机。
六、推进1.使盾构机进入掘进模式。
2.打开推进控制按钮。
3.旋动推进速度控制按钮把速度定在一定的速度，开始掘进。
4.掘进时要根据盾构机姿态调整油缸的推力。
5.掘进期间主司机要时刻注意气垫仓的液位和顶部压力，控制进、排浆的流量。
6.掘进过程中要同步注入砂浆。
在盾构的掘进过程中，主司机也应随时注意巡检盾构的各种设备状态，如泵站噪声情况，油脂及润滑系统原料是否充足，轨道是否畅通，注浆是否正常等。
泥水平衡盾构施工方案
泥水平衡盾构施工方案一、工程概述本次泥水平衡盾构施工工程旨在高效、安全地完成隧道挖掘任务，确保隧道施工质量、进度及环境安全。
工程地点为[具体地点]，隧道设计长度为[具体长度]，直径为[具体直径]米，隧道覆土深度为[具体深度]米。
工程将采用泥水平衡盾构法施工，以适应地质条件复杂、地层变化大的特点。
二、施工前准备对施工区域进行详细的地质勘察，了解地层分布、地下水位、土质特性等，为盾构机的选型与配置提供依据。
完成施工图纸的设计及审批，确保施工图纸与实际施工条件相符。
编制施工组织设计，明确施工流程、人员分工、机械设备配置等。
对施工现场进行清理，确保施工场地平整、无障碍物。
三、盾构机选型与配置根据地质勘察结果，选择适合的盾构机型号，并配置相应的掘进、出土、注浆等设备。
确保盾构机能够满足施工需求，提高施工效率。
四、临时设施搭建在施工现场搭建临时设施，包括办公区、生活区、材料存放区等。
临时设施应符合安全、卫生、环保等要求，确保施工人员的正常生活与工作。
五、护坡与现场清理在隧道口周围设置护坡，防止施工过程中发生边坡失稳、坍塌等事故。
对施工现场进行定期清理，保持场地整洁，确保施工进度顺利进行。
六、盾构机安装调试对盾构机进行安装，确保各部件安装正确、紧固可靠。
对盾构机进行调试，包括电气系统、液压系统、掘进系统等，确保盾构机能够正常运行。
七、泥水隔离与掘进采用泥水平衡法进行掘进，确保掘进过程中隧道壁面的稳定。
通过泥浆循环系统，实现掘进过程中的泥水分离与循环利用，降低施工成本。
八、管片选型与拼装根据隧道设计要求，选择合适的管片类型与规格。
对管片进行拼装，确保管片之间的连接紧密、平整，满足隧道防水、受力等要求。
九、注浆与质量控制在管片拼装完成后，进行注浆作业，填充管片之间的空隙，确保隧道壁面的密实性。
对施工质量进行全过程监控，确保隧道轴线偏差、管片拼装质量、注浆效果等符合设计要求。
十、问题处理与应急措施在施工过程中，对出现的地质变化、设备故障等问题进行及时处理，确保施工进度与质量。
盾构施工工艺工法(土压泥水)(doc64页).doc
盾构施工工艺工法0前言盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
本施工工法中所描述的盾构分为两类：土压平衡盾构和泥水平衡盾构。
土压平衡式盾构是把土料(必要时添加泡沫、膨润土等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。
泥水式盾构是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。
（2）本工法内容包括①主要内容本工法的主要内容包括：盾构组装、调试作业，盾构始发作业，盾构正常掘进作业，盾构到达作业，盾构过站、调头作业，盾构拆卸、吊装、存放作业，刀盘刀具的检查与更换作业，施工运输作业，施工通风及洞内轨道、管线布置作业，盾构施工测量作业10部分。
每部分按工序细分，各项作业按照紧前工序- 1 -- 2 -达到标准、适用条件、作业内容、作业流程及控制要点、作业组织、紧后工序等内容进行编制。
② 总体施工流程图盾构法隧道总体施工流程图见图1③ 盾构法隧道施工阶段划分及工作要点盾构法施工可分为：施工准备阶段、正常施工阶段和收尾阶段。
各阶段工作主要工作要点见表1。
图Ⅲ.1盾构法隧道总体施工流程图施工准备阶段 正常施工阶段 收尾阶段1 盾构组装、调试作业（1）紧前工序达到标准施工准备阶段完成,盾构施工临时设施建设完成，配套附属工程施工完成。
（2）作业内容盾构组装、调试作业内容包括：施工准备、后配套组装作业、主机组装作业、空载调试及验收作业。
泥水加压平衡盾构
馈给工作 ，便工作 实时纠偏
要配
业监
，
立及时到的信息沟通体
系，而值班 要时将信息汇总来指导盾构推进
施工。盾构 前，布
风险类
的监
测点，为施工参数 提供数据支持。盾区间
下 管 时，为 地层变形，用增设注浆孔管
片。
5结语
上所述，随着我国经济的发展，城市 通压
力也在不断增大，因此各城市大力发展地下通势
在必行。在此前提下，地盾构施工 管理受到
化使用。
施工要求
泥水加压盾构在其内部不能直接观察到开挖面，因此要求盾构从推进、排泥到泥水处理按系统化作
业。通过泥水压力、泥水浓度 定，
开挖量，全CHITECTURE
了广泛注。基此，
必须究地盾构
施工 管理，时用工 风险管理知识，结
家 法与层次分析法来科学理地究地
盾构施工风险的识别。通过地施工流分
知，识别地 盾构施工风险因素，用层次分析法
究因素比较权重，能够 得风险因素的评
价，以此地盾构施工风险
施进行
究,从而有效保证地铁盾构施工 。
参考文献
[1] 赵方彬.盾构法修建地铁隧道的技术现状与展望[J].工程建设
北方建筑
"第6
i在盾构掘进前做好充分 工作，并注 边
,
定施工
施;盾构掘进
注观察
化，定时
管要
度；管 装要
求接
内
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时，要 地面
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置。
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，
要 到 做， 施工 进行
，使其 盾构
置，同时
要在施工加
工作。在 前，要面
泥水平衡盾构施工
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（3）同步注浆及二次注浆
同步注浆：在盾构掘进过程中，向脱出盾尾的管片背后同步注 入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙，采用盾尾内置的注 浆管进行同步注浆。
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3、泥水平衡盾构
（1）工作原理
在盾构开挖仓内注入压力泥水，通过泥水加压和外部压 力平衡，在开挖面形成泥膜，产生泥水平衡，使开挖面土体 稳定。盾构推进时刀盘切削土体表面的泥膜，与泥水混合搅 拌后形成高密度泥浆，经泥浆泵送至地面，泥浆在地面经过 分离，再次进入盾构的密封舱，不断地循环排渣。
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三
现场巡视
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1、盾构法施工风险时空分布及关注内容
链接\附件5 盾构法施工风险时空分布及关注内容.xls
2、盾构隧道工程安全风险巡视记录表
地铁区间隧道施工
泥水平衡盾构
龚珑
2015年11月15日
主要内容
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一、泥水盾构 二、盾构施工 三、现场巡视 四、问题探讨
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一
盾构
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1、盾构起源
1818年，法国工程师麦克•布鲁诺尔（M. I. Brunel） 从蛀虫钻孔得到启示，最早提出盾构掘进隧道的设想。
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施 工 技 术CON STRU CT I ON T ECHNOLO GY 2001年2月第30卷 第2期[单位地址]上海市漕溪路201号 200233,电话:(021)64387243—39,主要完成者:华学新、丁志诚、周文波、曾林鹤、任道真。
泥水加压平衡盾构工法(YJ GF 02-98)上海隧道工程股份有限公司 [中图分类号]TU 621;TU 94+1[文献标识码]B [文章编号]100228498(2001)022*******Con struction M ethod of M ud -wa ter Pressure -add i ngBa lance Sh ield (JGF 02-98)S hang ha i T unnel E ng ineering S tock Co.,L td . 泥水加压平衡盾构工法是从地下连续墙以及钻孔等工程所使用的泥水工法中发展起来的,它起源于英国,日本代表着当今世界的新潮流。
上海隧道工程股份有限公司于1994年引进了日本设计并制造的 11220mm 大型泥水平衡盾构,并将其运用于延安东路隧道南线的圆隧道施工,其中《超大型泥水平衡盾构施工参数及地面沉降控制研究》等几项科研项目获得1997年上海市科技进步奖。
1 特点粘性土层具有平衡效果好、施工速度快、质量和精度更高的特点。
泥水加压平衡盾构具有以下特点:(1)在不稳定的地层中当开挖面受阻时,采用泥水加压能使开挖面保持稳定,确保施工安全。
(2)在水位以下挖掘隧道,能在正常大气压下进行。
(3)不会发生气压盾构那样的跑气喷发危险。
(4)对于气压盾构无法施工的滞水砂层,含水量高的粘土层及高水压砾石层,泥水盾构均能进行施工,其适应土质的范围较广。
(5)由于采用了水力机械输送泥浆,管道占用空间小,故井下作业环境好,作业人员的安全性高。
(6)可分离出适合弃土场地和运输方式的含水率土砂。
2 适用范围选用泥水加压平衡盾构工法施工需要大量的水,因此,施工水源要充足,还需要一套泥水处理系统来辅助施工。
该工法适合在多种土层中掘进隧道。
泥水加压平衡盾构的覆土层一般不小于1D 的厚度,如果超过此范围,需采取特殊技术处理。
3 工艺原理311 泥水加压平衡盾构泥水加压平衡盾构与土压平衡盾构相比较有两点不同:①由技术特点决定了改土压舱为泥水舱;②由于出土形式的改变,省去了螺旋输送机,因此,盾构内部的空间扩大了许多,给设备的保养、维修带来了极大的方便。
312 工作原理泥水加压平衡盾构工作原理如图1所示。
图中M V 阀一般常闭,V 1…V 5阀为状态互换阀,通过阀的切换,分别形成循环、推进、逆洗等三种状态。
由P 1泵将满足施工的泥浆从调整槽内送入盾构泥水舱,使泥水舱内保持一定的浓度、压力,推进时利用盾构前部的刀盘旋转切削,将正面土体切削下来的原状土以条状或块状通过挤压进入泥水舱,经过搅拌器充分搅拌,由P 1…P n 泵输送到泥水处理站,再从混合泥浆中回收大部分泥浆进行调整进入调整槽重复利用,另一小部分劣浆或干土外运。
图1 泥水加压平衡盾构工作原理值得注意的是在开挖面无论是推进阶段还是拼装阶段始终保持着一层泥膜,当刀盘刀头将泥膜切削后,新的泥膜很快形成,周而复始,即这层泥膜始终保持着开挖面的稳定。
4 工艺流程施工准备(包括泥水系统、同步注浆、中央控制室等设备安装)→盾构就位、调试→系统总调试→盾构出洞→盾构推进、同步注浆(施工参数的采集与调整)→管片拼装→盾构进洞→拆除盾构、车架及其它设备→竣工。
5 施工要点泥水盾构的施工要点基本类同于其它盾构,除了一些共性外,还需掌握以下要领。
511 泥水管理泥水管理就是对泥浆质量的控制,即对泥浆四大要素的调整。
四大要素为:最大颗粒粒径,粒径分布,泥浆水密度和泥浆水压力。
(1)泥水配合比 出洞初期要配制大量的工作泥浆。
工作泥浆的配制分2种,即天然土泥浆和膨润土泥浆,前者成本低,但在天然粘土中或多或少存在些杂质、粉砂等,故质量不太高;后者成本高,但浆液的质量可得到保证。
天然土泥浆配合比(重量比)为天然粘土 C M C 纯碱 水=400 212 11 700。
膨润土泥浆配合比(重量比)为膨润土 C M C 纯碱 水=330 212 11 870。
泥浆质量指标如下:泥浆密度112g c m 3;泥浆粘度30s(漏斗粘度);析水率<5%;颗粒<74Λm 。
84表1 工作泥浆调整配合比主要土质粉 砂粉质粘土粘 土粘度(s)25～2923～2621～24比重(g m3)>11211123～11271124～1129增粘浆料可选配合比(供参考)水中粘纯碱水低粘纯碱水高粘高粘纯碱(m3)CM C(kg)(kg)(m3)CM C(kg)(kg)(m3)CM C(kg)CM C(kg)(kg) 10400500500501012512550水高粘高粘纯碱水低粘中粘纯碱水中粘纯碱(m3)CM C(kg)CM C(kg)(kg)(m3)CM C(kg)CM C(kg)(kg)(m3)CM C(kg)(kg) 10200200100102002001001040050 (2)泥水的检查和调整 在具体施工中,要配置实验室和专门技术人员,每隔2环对泥水进行测定,一旦发现泥浆劣化,要及时进行调整。
另外,根据不同的土质,也要及时对泥浆加以调整,调整的效果主要看综合资料反映,因为施工情况是千变万化的,所以调整配合比也不是固定不变的,建议调整配合比如表1所示。
512 切口水压泥水舱压力的提高将有利于泥膜的形成,但泥水压力不应无限制地过高或过低,泥膜前后的任何压力差的绝对值的增大都对开挖不利,要保持这层泥膜始终存在,就必须保持泥水舱压力与盾构前的水压力平衡。
泥水压力的增加会使作用于开挖面的有效支撑压力增加,但不得超过其上限值,泥水舱压力即切口水压可通过计算得到,参数的调整仅在此范围内调整。
513 掘进管理泥水加压平衡盾构掘进是一个均衡、连续的施工过程,因此掘进管理是一个系统管理,作为管理人员,特别是盾构的大脑——中央控制室责任非常重大,在盾构每环掘进前要发出正确无误的指令;在掘进中要密切注意各个施工参数的变化情况;在掘进结束后根据采集到的各种数据进行分析,作出适当的调整,准备下一环的指令。
具体工作如下:(1)掘进前下达指令 ①切口水压设定;②送泥水密度、粘度等技术参数设定;③同步注浆量、压力的设定;④推进速度的设定;⑤进泥、排泥流量的设定。
(2)掘进后对下列参数分析,然后作出相应的调整 ①地面沉降量——切口水压是否要变化;②泵的电压、电流、转速、流量、扬程——设备是否正常运行;③进、排泥流量偏差——判断输送管路是否畅通,是否发生超、欠挖;④千斤顶总推力——泥水舱压力是否匹配;⑤隧道稳定情况——同步注浆系统是否满足要求;⑥开挖面稳定,掘削量管理,送、排泥泵挖掘,同步注浆状态——推进速度是否适当。
应当指出,上述关系不是简单的相对关系,任何一个指令的产生都要考虑到相互之间的综合关系,有时从环报表上反映的问题很多,这时就要先抓住主要问题逐一化解,切不可全盘调整,一步到位,那样会使问题更加复杂化。
514 泥水处理泥水处理是通过机械的或化学的方法对输出的泥浆进行处理,其主要目的是2个:①将原状土从工作泥浆中分离出来;②将>74Λm的泥颗粒从一次处理后的泥浆中分离出来。
泥水处理可分为多级处理,一般为2～4级,其过程为:粗滤→化学处理→旋流器分离→压密。
废弃的劣浆由于仍有相当高的含水量,不能直接装车,经过压滤工艺脱水、变成泥饼方可外运,而水可重复使用。
如果对泥浆的要求很高,即对泥浆彻底处理,泥水处理的级数还可提高,但成本也高。
515 注浆管理推进中应及时充填盾尾处建筑空隙,一般可采用同步双液注浆。
对沉降量要求小的范围可作跟踪注浆或补压浆。
注浆管理的目的:①防止土体松弛和下沉,减少地表沉降;②保持隧道衬砌的早期稳定;③提高衬砌接缝处的防水性能。
同步注浆材料以双液注浆为例,分A液、B液2种,配合比如表2所示。
表2 每m3注浆材料的原料用量A液B液固化材料(kg)辅助材料(kg)稳定剂(L)水(L)速凝剂(L) 26060215～31081080～90 其它注浆方法类同“土压平衡盾构工法”。
516 泥水加压平衡盾构的进出洞泥水加压平衡盾构进、出洞止水密封是盾构顺利进出洞掘进的基本条件。
由于盾构工作井一般在制筑过程中对周围的土体有不同程度的扰动,同时在对洞门处理中,难免对土体带来不稳定因素,以及进出洞盾构覆土较浅等不利工况条件,若不针对性地对洞门圈作处理,盾构将遇到许多不利情况,因此,在施工前必须要遵循泥水加压平衡盾构的特性,制定必要的进出洞施工工艺,特别要注意以下3点:(1)洞门区加固不宜采用旋喷桩、深层注浆等加固措施,以免造成盾构吸口堵塞,反复地清舱、逆洗会引起盾构周边土体的流失。
(2)如果盾构开挖面面临的是回填土等杂土,必须使盾构吸口前具有破碎、粉碎装置。
(3)洞圈止水装置宜采用可调节装置,以便在盾构姿态改变的情况下,及时调整止水体与盾壳的间隙。
6 工程实例1994年,上海隧道工程股份有限公司引进了日本制造的超大型泥水加压平衡盾构,用于建造延安东路隧道南线,经受了穿越仓库、浅覆层、防汛墙、地下车库、地下人行道、高层建筑等的严峻考验,成功地穿越了黄浦江,盾构曾创下日推 (下转第34页)942001N o.2上海隧道工程股份有限公司:泥水加压平衡盾构工法(YJGF02-98)落在置信区间[f cu1,f cu2]之内的概率为95%,f cu,m0大于f cu2的概率只有215%,f cu,m0小于f cu1的概率也只有215%。
这样一来,对检测数据的算数平均值可信程度有了一个定量地估计。
显然,减小均值检验的显著性水平Α,置信度得到提高,检验数据的可信程度提高;缩小置信区间,减小f cu2与f cu1之间的差值,使检测数据的精度得以提高。
合理的确定可信程度和检测精度则是以下需要解决的实际问题。
212 芯样数量的估计在进行芯样数量估计时,首先应解决置信度的问题,按照统计学的常规和建筑结构的要求,混凝土强度均值的置信度宜为95%,也就是显著性水平Α=0105。
在特定情况下,置信度可适当降低。
其次,应解决估计精度问题。
估计精度可有两个方面的控制,其一为:(S n)t a,f≤215M Pa;其二为:(S n) t a,f≤0115f c cu,m。
可取两个值中的较大值。
有限定可以保证平均值评定有理论依据,并确定合理的取芯数量。
满足限定条件(S n)t0105,n-1≤215M Pa时的芯样数量估计如表1所示。
由表1可以看出,当S=3～4M Pa时,芯样试件的数量应在8～12个之间,当混凝土强度较高时,S增大,宜使用(S n)t a,f≥0115f c cu,m的限制条件。